ACT 科学&生物常识-Macromolecules (生物大分子）

多少学过几节课生物课（不论什么体系）的同学，应该就是常识了。

这篇文章，没怎么见过英语表达这些词的的同学，英文背一下就行。

完全没学过生物、ACT 科学部分还不能稳定限时做完、并几乎全对的人，更建议先去做题。

学过没啥印象的，或整套科学题差不多只错知识点类型的题了，那非常建议背一下蓝色部分。

至少考过 protein 的单体、DNA 的单体, 对应的选项都是以下四个。

A. fatty acids

B. monosaccharides

C. amino acids

D. nucleotides

(Biological) Macromolecules (生物大分子)大多是由一长串类似的基本结构单元 monomers (单体) 发生脱水反应 (dehydration reaction) 连成的分子量非常大（一般几万到几百万）的聚合物 (polymer).

生物大分子主要包括多糖 (polysaccharides), 蛋白质 (proteins), 核酸 (nucleic acids) 。

(1) Carbohydrates (碳水化合物）

虽然只有 polysaccharides 属于生物大分子。

Polysaccharides (多糖）和 disaccharides （双糖）是 monosaccharides （单糖）脱水缩合而成的。单糖有好几类，最常见的如葡萄糖 (glucose, -ose 结尾的词，经常有“糖”的意思）。

a) Polysaccharides（刚说了，polysaccharides 的 monomers 是 monosaccharides）的常见例子:

i. Cellulose (纤维素)，植物 cell wall (细胞壁）的主要成分。单体是 monosaccharides.

ii. Starch (淀粉），单体是 monosaccharides. 很多植物（如土豆、红薯、水稻、小麦等）含大量淀粉储存能量。

iii.    Glycogen （糖原），单体是 monosaccharides. 主要在动物肌肉、肝脏中，储存能量。

iv.    Chitin (甲壳素，也叫几丁质)，单体是 monosaccharides. 节肢动物 (anthropods) 的外骨骼 (exoskeleton) 和真菌 (fungi) 的细胞壁中的结构成分。

b) 虽然不是大分子, Disacchrides （单体也是 monosaccharides）的常见例子（虽然Disaccharides 不是 macromolecule）：

i. Sucrose (蔗糖), 应该算是最常见的食用糖 (table sugar). 单体是 monosaccharides (虽然我觉得 ACT 不会考到，但更准确点说，是 glucose (葡萄糖) and fructose (果糖)).

ii.    Lactose （乳糖）, 动物乳汁（如牛奶）中含有乳糖，单体是 monosaccharides (更准确点说，是 glucose (葡萄糖) and galactose (半乳糖))。有些成年人可能会乳糖不耐受，牛奶中加 lactase (-ase 结尾，经常是酶 (enzyme, biological catalyst)), 可以水解乳糖 (lactose is the substrate of lactase)，制成 lactose-free milk

iii.   Maltose (麦芽糖), 单体是 monosaccharides （更准确点说，两个 glucose （葡萄糖））。

(2) Proteins (蛋白质) and polypeptides (多肽)

Proteins 和 polypeptides 单体是 amino acids. Amino acids 脱水连起来后是 peptide. 足够多 amino acids 连起来的 polypeptide 有二级和三级、或进一步有四级结构后，成为 protein.Proteins 种类就多了。很多（虽不是全部） enzymes , hormones (激素，荷尔蒙)也是蛋白质。

（3）Nucleic Acids (核酸)，包括 DNA (DeoxyriboNucleic Acid, 脱氧核糖核酸) and RNA (RiboNucleic Acid, 核糖核酸)

老实说，疫情以来，一年几百次核酸应该也不是白做的吧。得知道 DNA 和 RNA 是核酸吧（虽然这俩词，还是英文缩写最眼熟）。 这缩写中的 "NA," 不就得是 "Nucleic Acid" 吗？

DNA, RNA 储存、传递遗传信息，应该是不管学没学过生物的高中生的常识吧？Nucleic Acids 单体是 Nucleotides (核苷酸)。DNA, RNA 单体都是 nucleotides.

虽然目测 ACT 不考，但大部分同学知道，所以顺带说一句：nucleotides 由 phosphate (磷酸), 5-carbon sugar (五碳糖: deoxyribose (脱氧核糖) or ribose (核糖)), and nitrogenous base (含氮碱基，嘌呤或嘧啶， ATCGU 那些) 组成。

(4) Lipids (脂类)

脂类其实跟前三类不怎么一样（因为不是 polymer 和 monomer 的关系），一般不把它放进 macromolecule 的分类中（大概是因为不够 macro 吧）。但 lipids 一般会跟前三类一起讲一下。

Lipids 是很多不溶于水 (hydrophobic, 疏水的)、易溶于有机溶剂的物质的总称。讲以下几类 lipids:

a) 一类 lipids 是 Fats or oils (动物脂肪或植物油, Triacylglycerols, 甘油三酯), 可由 glycerol （甘油）+ 3 fatty acids （三个脂肪酸）脱水形成。

顺带，应该很符合直觉：单位质量的脂肪提供的能量是三大类营养物质（碳水、脂肪、蛋白质）中最多的。

还是顺带， fatty acis are hydrophobic （疏水的），不容易溶于水的。天然的植物油中因为含有 unsaturated (不饱和的，有双键 (double bond)) fatty acids 甚至是 polyunsaturated fatty acids, 常温下一般为液态。动物脂肪含有的一般是 saturated （饱和的，单键 (single bond)为主） fatty acids, 常温一般为固体。

b) 第二类 lipids, Phospholipids (磷脂) 由 glycerol + phosphate group (磷酸基团) + fatty acids 组成。是细胞膜 (cell membrane) 的主要成分。

hydrophilic head 是 phosphate 部分, hydrophobic tails 是 fatty acids 部分。

c) 第三类 lipids, steroids （甾类，类固醇）倒很少问结构（含有四个特征环的结构）。

i.     Steroids 中有一种是 cholesterol (胆固醇），分子结构如下图。

Cholesterol 是动物细胞膜中的一种重要成分，跟细胞膜流动性相关。（植物细胞壁中的 cellulose 是种 polysaccaride; 动物细胞膜中的 cholesterol 是种 steroid, 属于 lipid）血液中胆固醇含量过高可能会导致动脉粥样硬化 (atherosclerosis); 虽然也有研究表明，胆固醇有“好”“坏”。其他 Steroids 可以由 Cholesterol 合成。

ii.    Steroids 中还有一类是脊椎动物 (vertebrate) 的性激素 (sex hormones). 从 cholesterol 合成。